Biochemiker/innen erforschen im Grenzgebiet zwischen Chemie, Medizin und Biologie die molekularen Grundlagen der Lebensvorgänge. Sie untersuchen deren Strukturen, Eigenschaften und Funktionen in Auf- und Abbauprozessen lebender Zellsubstanzen bei Menschen, Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen und nutzen sie, um Wirksubstanzen zu produzieren. Mittels biologischer, chemischer und physikalisch-chemischer Methoden erfassen sie die beteiligten chemischen Verbindungen wie Proteine, Vitamine, Hormone oder Nukleinsäuren. Da der Stoffwechsel, z. B. die Atmung, Verdauung, Nervenreizleitung, Muskelbewegung, Zellteilung und Vererbung auch auf biochemischen Vorgängen beruht, umfasst das Forschungsgebiet auch komplexere Abläufe in Geweben, Organen und Organismen. Für ihre Untersuchungen sind Biochemiker und Biochemikerinnen auch auf Methoden aus der Chemie und der Physik angewiesen. Die Gentechnologie eröffnet den Biochemiker/innen neue Möglichkeiten durch gezielte Eingriffe in die Erbsubstanz. Eigenschaften werden manipuliert und teilweise über Artengrenzen hinaus rekombiniert.
Biochemiker/innen sind vor allem in der Forschung und Entwicklung tätig, in Industrie und Technik (Biotechnologie) und an Hochschulen, z.B. in Untergebieten wie der Molekularbiologie, der physikalischen Biochemie, der Enzymologie und Immunbiochemie. Überdies arbeiten sie im Umweltschutz, in der Lebensmittelkontrolle, im Wissenschaftsjournalismus, im Patentwesen oder im Unterricht.